退化湿地恢复效果评价研究进展

2020-02-24 10:49李楠胡媛秋
防护林科技 2020年7期
关键词:效果生态功能

李楠,胡媛秋

(1.黑龙江省湿地保护与数字林业服务中心,黑龙江 哈尔滨 150090;2.黑龙江省自然资源权益调查监测院,黑龙江 哈尔滨 150080)

湿地科学是一门研究湿地的形成演化、发育规律、类型、分布、生态过程、结构与功能、保护与合理利用的科学。生物种群、生物群落、生态系统、景观和区域等不同层次是湿地科学主要的研究尺度,其研究对象包括森林、草原、农田等陆地和海岸、湖泊、河流等水体系统的生态交错区和过渡带。湿地的水域与陆地间交错、互通、易变不稳定的特殊性,导致了湿地生态系统容易遭到干扰和破坏,自然恢复的周期和难度均较大,因此,保持湿地生态系统的健康稳定性对区域乃至全球的生态平衡和人类社会可持续健康发展均有非常重要的影响。

1 概述

生态系统恢复的概念从简单基础的损害修复到生态系统的重建再生,从方式方法上生态系统的自然恢复到外界干扰下的人工修复过程,在生产实践中的应用范围较为广泛[1]。不同生态系统的生态恢复定义主要基于结构、功能和物种多样性的恢复等几个方面。例如,将对先前受干扰的水生态功能及生物、物理和化学特性的重建定义为水生生态系统的恢复[2];美国生态恢复协会也曾将生态恢复定义为对比类似生境生态系统的结构和功能的动态过程和生物多样性,有针对性地对某一区域进行干扰和重建,以建立一个近似原始的生态系统[3]。湿地恢复的概念可以从狭义和广义两个方面进行理解[4,5]。狭义上可以将生态恢复理解为在人工干扰下,通过一定技术手段,实施生态恢复工程,对退化湿地进行修复或重建近似原始类型的湿地生态系统,使该湿地生态系统物理、化学和生物学特性的功能和结构恢复到原始或可持续状态,并发挥应有作用[1,6],其适用范围通常是湿地类型自然保护区、湿地公园等关注恢复生态系统结构和功能的湿地自然保护地[7]。广义上湿地恢复的概念,重点强调的是湿地生态系统功能的恢复,可以理解为以恢复和提升湿地生态系统的自然和社会综合服务功能为目的[8,9]。

2 基本概念和原则

生态恢复案例研究的快速发展产生出新的科学问题[10]:如何对实施的恢复工程等人工干扰措施效果进行科学有效评价。即湿地生态恢复效果评价的基本概念,对退化湿地生态系统的恢复和重建过程及其结果进行评价。生态恢复评价在促进恢复生态学作为科学研究领域方面具有重要作用[11-13],并且已受到生态学者们的重点关注[14-16]。由于生态恢复评价缺乏基本的规划程序和评价标准,在关键因素上限制了生态恢复工程实践和恢复生态学的发展[17]。因此,生态恢复学者和生态恢复工程的指导实施者迫切需求制定一套能够接受的定义和评价生态恢复工程的评价标准[18],这对生态恢复效果的研究也起到了一定的促进作用。对生态恢复这一长期的动态过程进行准确和客观的评价,能够及时跟踪了解生态系统的恢复程度、演替方向等信息,同时可以根据评价结果及时调整和改进恢复措施和恢复方案,并且为生态系统管理者提供决策支持[19-21]。

湿地生态恢复效果评价要遵循与恢复目标一致的原则,有针对性开展恢复措施和效果的评价工作。为了判断恢复或重建的湿地生态系统能否达到自我可持续的生态系统功能状态,需要全面考虑对生态系统的功能和结构以及过程特征的内容指标开展全面评价,鉴于恢复资源的限制和全面监测的难度,选择的评价指标应该具有代表性和全面性相结合的特点,最能反映问题且与恢复目标一致,易于获取和监测结果,具有一定的可操作性。在湿地恢复过程中,可以在较短时间内恢复生态系统的结构,而通常需要较长的时间才能达到和实现生态系统功能恢复的状态。鉴于湿地生态系统的恢复是自然或人为干扰下长期的动态演替过程,需要相应地开展长期的动态性评估工作,才能保证生态恢复的目标向预期的方向发展[22]。

3 研究进展

科学和客观评价湿地生态恢复的效果,作为湿地恢复工程的必要组成部分,能够为继续开展湿地生态恢复提供科学的实践指导。目前国内对湿地生态恢复效果评价研究主要集中对单一指标的对比分析开展恢复效果评估研究[23]。对比分析方法主要是结合评价目标,利用现有数据资料对湿地恢复的物种、土壤或水质等单因素或某几个因素的恢复效果评价,如李正最[24]等对洞庭湖区域典型河段疏浚前后的单指标水质、水情和环境承载力进行水文条件和水环境的对比分析;田应兵等[25]在若尔盖高原对恢复过程中湿地土壤进行了恢复效果评价研究;成小英等[26]对南京莫愁湖生态工程恢复区进行了恢复效果评价的研究表明,一方面要控制水体的外源污染,还要重点保持和恢复原有湖泊以水生高等植物为主的生态系统及其动态平衡,这些结论具有一定的实践指导意义。由于选择单一、不全面的评价指标,单指标对比分析的评价方法缺少系统的综合评价湿地生态系统的整体恢复效果,同时由于缺乏在同类研究区域的对比分析及选择合理的参照系统进行比较,因此得出的评价结果在一定程度上缺乏适用性和客观性。

国内也有学者对恢复效果采取了较为综合的评价研究,如华国春[27]采用层次分析法,通过建立湿地评价指标体系,具体包含3个综合指标和16个评价因子,对拉鲁湿地的生态恢复效果进行了初步评价;赵平等[28]结合野外调查、综合运用市场价值法和生态价值法等研究方法,在上海崇明东滩湿地的生态恢复与重建工程区,对选取样地现有功能及价值和恢复重建后所产生的功能价值进行了估算。类似的综合评价研究也存在着评价理论基础框架不完善、指标不全面、标准不合理和评价方法手段单一等问题。近几年关于湿地生态恢复效果评价研究已经开始逐渐关注上述评价方法存在的问题,杞银凤等[29]在对拉市海湿地恢复效益进行综合评判过程中,采取模糊综合评价法,选择保护物种、涉禽和游禽3类作为评价指标,对2010—2012年生态恢复期间丽江拉市海湿地的越冬水鸟栖息地适宜性状况进行量化分析;姜刘志等[30]借助RS和GIS技术,通过对比2005-2010年不同时期的遥感影像数据,结合实地踏查,对大九湖湿地土地利用动态变化和类型转换过程进行研究,讨论了在生态恢复工程影响下的土地利用格局变化过程;李永丽等[31]在城市湿地生态系统的恢复与评价研究中,针对受损城市湿地的动态恢复过程,通过构建评价指标体系、选择参照系统,计算城市湿地生态系统的恢复潜力指数(RP)、恢复指数(RD)、恢复速度(RS)3项指数进行评价;郝媛媛[32]运用GIS/RS技术对西北内陆河流域民勤盆地区域的生态恢复效果进行了评价研究;杨薇等[33]采用文献分析、数据收集和数理统计等手段,从水量补给、沉积物理化性质、大型底栖生物和植被修复等方面分析了3个不同时期(2002、2006和2010年)启动的淡水修复区的修复效果,对黄河三角洲实施的退化湿地生态修复工程效果进行了系统评估。

关于湿地生态恢复的评价研究今后发展方向,需要构建科学综合的效果评价指标体系,注重评价过程的政府、公众和科研机构的多方参与,开展在不同尺度下和不同尺度间的评价及转换效应研究,拓展遥感技术在湿地恢复评价中的应用范围,改进和发展动态的监测方法和手段,结合国际交流合作,不断提升我国湿地领域生态恢复效果评价研究的国际影响力[34]。

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